1医学超声原理-第一讲---前言

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1、医学超声基础医学超声基础第一讲绪论主讲：牛金海联系方式：指定教材目前，关于生物医学超声的参考书很多；但是从教十年多来，一直很难找到一本非常适合本科生的教材。这也是编者下定决心编写本书的主要原因之一。本书的内容主要包括超声物理基础，压电效应与换能器技术，超声成像诊断原理，超声治疗技术，医学超声实验，医学超声的最新进展等。每章节都配置了一定量的练习与思考题，以帮助读者巩固书中的内容，并提高分析解决问题的能力。为配合双语教学，本书保留了关键专业词汇的中英文对照。本书的特点是在注重基本概念，基本原理，基本方法的同时，兼顾一定的工程技术实用性，如包含声场的数值模拟，超声图像的C语言程序处理，超声波发射电

2、路原理，换能器的匹配技术等。本书适合医学超声以及相关领域的本科生作教材，也可供该领域的研究生，科研及工程技术工作者参考。第一讲绪论主要内容1关于本课程2医学超声学概述3超声发展的历史4医学超声系统的分类5什么是超声波6超声波的应用7思考题一、关于本课程主要内容1.引言2.本课程的目标与考核方式3.对学生的几点期望4.大纲5.参考书目1、引言谈谈你对“声音”的理解？什么设备（物体）可以发出声音？什么可以接收声音信号？请举例？声波科学的定义是什么？什么是超声波？生活中有哪些超声的应用场景？超声在生物医学工程领域有哪些应用？举例说明？体检的时候做过B超检查吧！你知道B超的工作原理么？检查过程中，给腹

3、部涂抹的一层类似胶水的液体是什么？起什么作用？1、引言彩色多普勒测血流，其中的不同颜色代表什么？超声波除了可以用来诊断之外？还可以治疗疾病么？有哪些应用？心动图与心电图是一回事么？声波也是可以用来诊断和治疗疾病的，这是我们这门课要讲授的核心？指定教材1、引言一维超声波信号人耳听声音振动源振动传播振动的介质声电转换装置AD采用数字化电信号应用2、目标与考核方式方式：互动式教育，提高课堂效率，力争学生花最少的时间学到最多的知识；体现公平，公正原则，成绩反映你对本课程的掌握程度；真正学到知识，锻炼学习能力，思维能力；提高课堂效率，避免老师滔滔不绝的讲，学生该干什么干什么。本课程的目标目标：目标：1、

4、掌握医学超声的基本理论、掌握医学超声的基本理论2、医学诊断、医学诊断/治疗等设备的基本原理与技术治疗等设备的基本原理与技术3、了解医学超声的最新进展、了解医学超声的最新进展4、掌握医学超声实验的基本技能、掌握医学超声实验的基本技能5、掌握医学超声的专业英文词汇，、掌握医学超声的专业英文词汇，能检索阅能检索阅读该领域的英文文献读该领域的英文文献等；等；COURSE OBJECTIVES1.Toteachstudentsthebasicconceptionsofmedicalultrasonicwave1,2,3,52.Toteachstudentsthekeyprinciplesandtechn

5、ologyofultrasoundinmedicaldiagnosisandtherapy1,2,3,53.Toprovidehands-onexperiencewithadigitalB-ultrasonicdiagnosticinstrument1,2,3,4,54.Todevelopabilitytoapplymath，physics，digital/analogcircuitetcinbiomedicalultrasound1,2,3,4,55.Tohavepotentialabilityforfutureeducationorjobinbiomedicalultrasoundfiel

6、d1,2,3,4,5COURSE OUTCOMES1.Basicknowledgeofmedicalultrasonicwavea12.Potential abilitytocalculatethesoundfieldanddesignultrasonictransducerinworkorlaba1,c2,e13.Basicknowledgeofultrasonicimagingandtherapyinstrumentsa14.Abilitytooperate,use,analysisultrasoundequipmentinwork,laborclinicb1,b3,d1,g15.Pote

7、ntial ability todevelopnextgenerationultrasoundequipmenta1,k2指定教材2、目标与考核方式平时作业（包括专业英语翻译）以及讲解10，不定期由学生分组上台讲解，通过互动了解学生对本课程的掌握情况，参与课件建设；课堂表现综合10，包括：课堂互动表象，出勤率，所提问题的质量，主动性，课程建设，实习参观等；考试70（期中30%,期末占40）；实验10%考试内容：以上课涉及到的内容为主，基本概念，基本知识，基本方法。题目类型主要是，填空，选择，判断，翻译，简答，计算等。试题的总分是100分，20附加题。严格遵守考试纪律。第七周左右期中考试，期末考

8、试，每次考试前预留一个星期复习时间；有英文题目。ASSESSMENT TOOLS1.Homework1,2,310%2.MidtermExam1,2,330%3.FinalExam1,2,3,520%4.Labexperimentandreports1,2,3,4,540%3、对学生的几点期望良好的课堂秩序，不说话，不吃早点，不迟到早退；能与老师的主动交流，包括课程知识的交流等；严禁上课开手机，使用Pad上网等；迟到，旷课，请假累计超过3次将严重影响你的成绩（随机抽查，免修申请者除外）；遗留问题制度；联系方式：Mail：，Mobile：13651621236建个教学班的微信群4、大纲绪论绪论第

9、一部分、第一部分、医学超声的物理基础医学超声的物理基础一、超声基础1、声学原理，波动方程及其解2、超声散射，衰减，反射，界面上波的反射与透射等3、超声的生物组织特性4、多普勒效应5、超声生物效应6、声束聚焦二、超声换能器1、原理，压电效应2、设计3、声场计算4、用于诊断、用于治疗换能器的区别4、大纲第二部分、超声诊断设备的原理第二部分、超声诊断设备的原理一、超声诊断设备概述1、A超，M超，2、C超，F超，T超的原理与应用二、B超声诊断原理与应用1、B超原理2、数字B超，模拟B超，彩超三、超声显微镜以及超声CT1、原理2、临床应用四、超声多普勒1、原理2、临床应用4、大纲第三部分、超声治疗第三部

10、分、超声治疗一、概述1、不同剂量超声作用于人体各个组织器官的效应二、高强度聚焦超声（HIFU）1、原理2、设备3、临床疗效三、超声外科设备1、超声碎石机的原理与设备2、临床应用与疗效四、超声治疗的其他应用1、超声电疗法2、超声药物透入疗法以及超声雾化吸入疗法4、大纲第四部分、超声无损测温第四部分、超声无损测温1、基于时域的测温方式2、基于频域的测温方式3、基于B超的测温方式4、温度场的计算域估计第五部分、医学超声图像临床应用第五部分、医学超声图像临床应用1、图像处理2、疾病诊断等3、超声造影技术第六部分、专业英语翻译，医学超声最新文献调研第六部分、专业英语翻译，医学超声最新文献调研CATALO

11、G DESCRIPTION:Part One:Basic conceptions of ultrasonic wave Acousticalprinciple,Waveequationanditssolution,Scattering,attenuationandreflectionofultrasoundwave,Biologicalproperties,Dopplereffect,Biologicaleffect,Beamfocusing,UltrasonictransducerPart Two:Ultrasonic diagnosis and image-forming principl

12、ePrincipleofA-Mode,B-Mode,M-modeandD-modeultrasonicimaging;DSCinDigitalB-modeultrasonic,highfrequencyultrasoundandultrasonicmicroscope,andotherultrasoundimagingequipment,suchasUltrasonicCT,etal.CATALOG DESCRIPTIONPart Three:Ultrasonic therapy and applicationPrincipleofUltrasonictherapy,HighIntensity

13、FocusUltrasound(HIFU),andotherultrasoundtherapymethodssuchasUltrasoniclithotripter,Ultrasonicelectrotherapy,Ultrasonicdrugpenetrationtherapyetal;Ultrasonicnon-invasivetemperaturemeasuring.Part Four:Clinical application of ultrasound imagesPart Five:Ultrasonic imaging and diagnosis experimentLaborato

14、ryincludesbasicoperationofmedicalultrasonicequipment,ArtifactsimagingandanalysisPart Six:New development of ultrasonic technology3Dimagingtechnology,Elasticityimaging,TranscranialultrasoundstimulationCOURSE TOPICS1.Introduction2.Thebasicconceptionsofultrasonicwave3.Waveequationanditssolution4.Theref

15、lectionandtransmissionofultrasonicwave5.UltrasonicscatteringandDopplereffect6.Thebiologicalpropertiesofultrasonicwave7.Piezoelectriceffect8.Ultrasonictransducer9.Thesoundfieldofultrasonictransducer10.PulseechotypeultrasonicdiagnosisinstrumentCOURSE TOPICS11.B-Modeultrasonicanditskeytechnology12.B-Mo

16、deultrasonicimagesanddiagnostictechniques13.Dopplerbloodflowmeasurement14.Clinicalapplicationofultrasoundimages15.TheprincipleandapplicationofHIFU16.TheclinicalapplicationofHIFU17.Ultrasonicnon-invasivetemperaturemeasuring18.Ultrasoniclithotriptor19.High-frequencyultrasoundandultrasonicmicroscope20.

17、Thenewdevelopmentofultrasonictechnology21.Otherultrasonicequipment5、参考书目参考书目1、Ultrasound in MedicineMedical Science Series作者：Duck,FrancisA.出版：Bristol;Philadelphia,Pa.InstituteofPhysicsPublishing,1998.2、Medical Imaging Physics作者：Hendee,WilliamR.;Ritenour,E.Russell,出版：NewYorkJohnWiley&Sons,Inc.(US),20

18、02.3、Acoustical Imaging.Vol.25作者：Halliwell,Michael.;Wells,P.N.T.出版：NewYorkKluwerAcademicPublishers,2002.5、参考书目4、声学及医学超声生物医学声学，王鸿樟19915、生物医学超声工程，周康源19916、医学超声学原理与技术，万明习，卞正中，程敬之。西安交通大学出版社7、超声医学，周永昌郭万学主编1989，8、临床超声诊断学，钱蕴秋主编1991，9、超声诊断设备原理与设计，冯若主编1993年10、超声治疗学，冯若汪荫棠1994年11、超声换能器设计，陈桂生1984年12、超声医学基础教程，马琳

19、孙冬梅199513、医学超声成象机理作者:白净出版社:清华大学出版社ISBN:730202884，原价:￥2014、医学超声及应用，作者：吴水才,杨春兰,白燕萍，市场价:￥19.00，北京工业大学出版社;第1版(2012年8月1日)指定教材二、概述1.医学超声是一门交叉学科，涉及物理，材料，工程，计算机，医学和生物学等多门学科。2.医学超声是生物医学工程的重要学科之一。3.超声在医学领域的应用非常广泛，包括诊断，治疗，理疗，美容等。三、超声发展的历史20世纪初，航海与军事的需要。泰坦尼克号失事，以及二战时，德国潜艇击沉盟军无数的船舰。为什么水下用声波通信，而不用无线电波呢？1917年，法国科学

20、家保罗-郎之万发现了逆压电效应，首次使用了主要由石英晶体制成超声换能器。1942年Dussik和Firestone首先把工业超声探伤原理用于医学诊断。用连续超声波诊断颅脑疾病。1946年Firestone等研究应用反射波方法进行医学超声诊断,提出了A型超声诊断技术原理。1949年召开的第一次国际超声医学会议，促进了医学超声的发展。1945年，AFirestone制成A型脉冲超声检测仪三、超声发展的历史1958年，Hertz等首先用脉冲回声法诊断心脏疾病，开始出现“超声心脏图描记法“、现在称为“超声心动图描记”亦即“M型超声心动图。同期，出现了两维B型显示原理和生物组织超声散射特性研究的报导19

21、55年Jafre发现锆钛酸铅压电材料(PZT)，这种人造压电材料性能良好，易于制造，极大地促进了工业和医用超声技术的进一步发展。（遗留问题查找PZT的英文单词）三、超声发展的历史70年代后期，微型计算机在超声诊断仪器中得到使用，如探头的扫描、图像的数字扫描转换DSC、图像的数字扫描处理DSP、仪器操作的程序控制、各种功能的自动检测与显示等。DSC和DSP的出现使医学超声仪器向高度技术性能迈进了一大步。HIFU高强度聚焦超声。超声碎石机等超声治疗设备的出现。四、医学超声系统的分类1、按照波形分类连续波脉冲波2、按照利用的物理特性分类回波式超声诊断仪透射式超声诊断仪3、按照超声诊断设备体系分类A型

22、超声诊断仪M超声诊断仪B型超声诊断仪4、多普勒血流诊断仪四、医学超声系统的分类5、C型，F型超声诊断仪6、超声全息诊断设备7、超声显微镜8、超声CT9、超声外科设备10、超声治疗设备五、Whatisultrasound?Ultrasound is cyclic sound pressure with a frequencygreaterthantheupperlimitofhumanhearing.Althoughthislimitvariesfrompersontoperson,itisapproximately20kilohertz(20,000hertz)inhealthy,younga

23、dultsandthus,20kHzservesasausefullowerlimitindescribingultrasound.Theproductionofultrasoundisusedinmanydifferent fields,typically to penetrate a medium andmeasure the reflection signature or supply focusedenergy.Thereflectionsignaturecanrevealdetailsabouttheinnerstructureofthemedium,apropertyalsouse

24、dby animals such as bats for hunting.The most wellknownapplicationofultrasoundisitsuseinsonographyto produce pictures of fetuses in the human womb.Thereareavastnumberofotherapplicationsaswell.五、Whatisultrasound?超声波的频率范围五、Whatisultrasound?主动式声波探测的原理五、Whatisultrasound?胎儿的B超图像六、超声的应用超声波是频率高于20000赫兹的声波，

25、它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距，测速，清洗，焊接，碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。超声波测距的一般原理六、超声的应用六、超声的应用-常见的超声设备B超设备六、超声的应用-常见的超声设备眼科的A超设备六、超声的应用-常见的超声设备HIFU肿瘤治疗系统六、超声的应用-常见的超声设备超声牙科治疗仪六、超声的应用-常见的超声设备超声清洗设备六、超声的应用-常见的超声设备超声焊机设备六、超声的应用-常见的超声设备超声波气体流量计七、本章思考题1.什么是超声波？超声波有哪些应用？2.超声波在

26、生物医学工程领域有哪些主要应用？3.本课程主要包含哪些知识点?4.请调研国内外“医学超声”技术与应用的最新进展，具体包括，设备厂商信息，主要产品信息，相关的人才招聘信息，包括单位名称，职位要求，薪资信息等。并分类归纳整理。（找一位同学讲解）5.请整理医学超声的发展历史（要求图文并茂）6.通过了解医学超声的历史，你有什么感想？本章思考题6.老师讲过超声波在空气中衰减很严重，而在水中可以很好的传播。这正是跟踪飞机需要用电磁波的雷达，而在水下跟踪潜艇则使用声纳的原因。但是，为什么蝙蝠却可以在空气中用超声波来定位，并捕食呢？7.国内有哪些医学超声专家？各自突出贡献的方向是什么？教材课外作业调研如下三个主题的英文资料1、医学超声最新的成像技术2、超声在临床医学的最新应用3、最新的超声设备要求：英文资料，独立完成，电子件发给我，我们将选择有代表性的上台讲解。